JP7576267B2

JP7576267B2 - Remotely operated pipette device and structure for mounting pipette to robot arm

Info

Publication number: JP7576267B2
Application number: JP2021017197A
Authority: JP
Inventors: 亮大手山; 俊一森本; 真悟羽田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2024-10-31
Anticipated expiration: 2041-02-05
Also published as: JP2022120356A

Description

本発明は、互いに離れた場所にあるピペットを遠隔的に操作し得る遠隔操作ピペット装置及びそのピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a remote-controlled pipette device that can remotely control pipettes located at different locations, and a structure for mounting the pipettes to a robot arm.

従来、ＩＰＳ細胞等の細胞培養や微生物を培養する作業を行う研究施設や製造施設においては、作業者がピペットを使用してそれらの作業を行うことが多い。この場合、ピペット操作作業はシャーレやチューブなどの他の機材も併用して行う。即ち、作業者は片手でシャーレなどを把持し、もう一方の手でピペットを把持してシャーレ等の中に入っている液体を吸引して、他のシャーレに分注（排出）したりして細胞や微生物を播種回収する。
この時、作業者は、手で把持したピペットのプランジャを小刻みに上下させながら、しかもピペットを前後左右に適宜動かしながら作業を行う（この動きを、本明細書ではピペット操作という）。 Conventionally, in research facilities and manufacturing facilities where IPS cells and other cells or microorganisms are cultured, workers often use pipettes to perform these tasks. In these cases, the pipette operation is performed in conjunction with other equipment such as petri dishes and tubes. That is, the worker holds a petri dish or the like in one hand and holds a pipette in the other hand to aspirate liquid contained in the petri dish or the like and dispense (discharge) it into another petri dish to seed and collect cells or microorganisms.
At this time, the operator performs the operation by moving the plunger of the pipette held by hand up and down in small increments, and also by moving the pipette back and forth and left and right as appropriate (this movement is referred to as pipetting in this specification).

しかしながら、ピペット操作は、作業者の熟練度によって巧拙があり、細胞や微生物などの培養結果が異なる。また、このピペット操作の巧拙の程度をデータとして定量的に検出することは困難であり、初心作業者は熟練作業者の操作を観察しながら、時間をかけて試行錯誤することで暗黙知ともいうべき技能を習得しており、このプロセスの合理化が望まれていた。 However, pipetting skill varies depending on the skill of the operator, and this leads to different cell and microorganism culture results. In addition, it is difficult to quantitatively measure the skill of pipetting as data, and novice operators acquire the skills, which can be considered tacit knowledge, by observing the operation of experienced operators and spending time through trial and error, so there was a need to streamline this process.

また、ピペット操作は、清浄環境下（クリーンルームなど）での作業となることから、作業環境としても過酷であり、人間の作業環境の面でも清浄度の面でも、遠隔操作による熟練ピペット操作の実施も望まれていた。 In addition, pipetting is performed in a clean environment (such as a clean room), which is a harsh working environment, and there was a demand for skilled pipetting operations to be performed remotely, both in terms of the human working environment and the level of cleanliness.

図１は、上記問題点を解決するための従来の遠隔操作ピペット装置である。同図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２は互いに所定距離離れて遠隔的に配置されているが、図中、マスター側ピペット１及びスレーブ側ピペット２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。マスター側ピペット１のシャフト３Ａの押しボタン３ａをばね（図示せず）に抗して押し下げてシャフト３Ａと一体のプランジャ（図示せず）をハウジング４Ａに対して下動させてノズルチップ９を所定量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させた後にシャフト３Ａを上動復帰させる。このとき、押しボタン３ａに連結アーム５ａを介して取付けられたラック５Ａに対して、回転サーボモータ６Ａの同軸ピニオン７Ａが噛合している。従って、ラック５Ａが分注のためシャフト３Ａと共に所定寸法だけ下動すると、それだけピニオン７Ａが回転して回転サーボモータ６Ａから上記所定寸法に対応した信号８が逐次出力される。 Figure 1 shows a conventional remote-operated pipette device for solving the above problems. In the figure, the master pipette 1 and the slave pipette 2 are remotely located at a predetermined distance from each other, and in the figure, the corresponding members of the master pipette 1 and the slave pipette 2 are given the same number with the symbols A and B, respectively. The push button 3a of the shaft 3A of the master pipette 1 is pushed down against a spring (not shown) to move the plunger (not shown) integral with the shaft 3A downward relative to the housing 4A, causing the nozzle tip 9 to discharge and dispense a predetermined amount of liquid into a petri dish (not shown) or the like, and then the shaft 3A is moved upward and returned. At this time, the coaxial pinion 7A of the rotary servo motor 6A is engaged with the rack 5A attached to the push button 3a via a connecting arm 5a. Therefore, when the rack 5A moves downward by a predetermined dimension together with the shaft 3A for dispensing, the pinion 7A rotates by that amount, and the rotary servo motor 6A sequentially outputs a signal 8 corresponding to the above-mentioned predetermined dimension.

スレーブ側ピペット２では、回転サーボモータ６Ｂがこの信号８を受け取って回転駆動されるので、ラック５Ｂがピニオン７Ｂとの噛合により下方へシャフト３Ａと共に移動されてマスター側と同一量の液体をシャーレ（図示せず）等に排出・分注させ、かくしてマスター側ピペット１によりスレーブ側ピペット２を遠隔的に制御できる。 In the slave pipette 2, the rotary servo motor 6B receives this signal 8 and is driven to rotate, so that the rack 5B moves downward together with the shaft 3A by meshing with the pinion 7B, discharging and dispensing the same amount of liquid as on the master side into a petri dish (not shown) or the like, thus allowing the master pipette 1 to remotely control the slave pipette 2.

しかしながら、図１に示した従来例によれば、ラックとピニオンの噛合動作に歯同士のガリガリという噛み合いがあって操作感が悪く、また噛み合い部にバックラッシュがあってマスター側及びスレーブ側の精密な移動寸法調整が難しく、また噛み合い部が摩耗して発塵する可能性があり、クリーンルーム内で行う作業にふさわしくないという問題点があった。更に、ピペット操作は熟練が必要であり、しかもピペット操作の上手・下手は定量的に把握できないので、初心作業者がピペット操作を習熟するために時間を要していたという問題点もあった。 However, in the conventional example shown in Figure 1, the meshing action of the rack and pinion causes a scraping sound between the teeth, making the operation feel poor, and there is backlash at the meshing parts, making it difficult to precisely adjust the movement dimensions of the master and slave sides. In addition, the meshing parts may wear out and generate dust, making it unsuitable for work performed in a clean room. Furthermore, pipetting requires skill, and since it is not possible to quantitatively determine whether a person is good at pipetting, there is also the problem that it takes time for a novice operator to become proficient at pipetting.

本発明の目的は、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ又はリニアサーボモータを使用することにより、良好な操作感、精度、クリーンさを得て上記問題点を解決し得る遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造を提供することである。 The object of the present invention is to provide a remote-controlled pipette device and a structure for mounting the pipette to a robot arm that can solve the above problems by using linear encoders or linear servo motors on the master and slave sides, providing good operability, precision, and cleanliness.

上記目的を達成するための本発明の第１の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（３４）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a remote control pipette device for synchronously controlling a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from the master pipette (13A) by controlling a master pipette (13A) having a first plunger (33), comprising:
The master pipette (13A) is provided with a master linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33),
The slave-side pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave-side linear encoder (76) that is driven by receiving a signal from the master-side linear encoder (34), and the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the displacement amount by driving the slave-side linear servo motor (75), causing the slave-side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid. This is a remote-controlled pipette device.

好ましくは、本発明の第２の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられ、また前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は弾性手段が設けられないか又は前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の原点位置確認用の比較的小さな弾性力の弾性手段（４１ａ）が設けられる。 Preferably, in the second embodiment of the present invention, the master side pipette (13A) is provided with elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33), and the slave side pipette (13B) is provided with no elastic means or with elastic means (41a) with a relatively small elastic force for confirming the origin position of the slave side linear servo motor (75).

また好ましくは、本発明の第３の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 More preferably, in the third embodiment of the present invention, the master pipette (13A) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第４の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ１）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ１）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を出力するマスター側リニアエンコーダ（９２）付きリニアサーボモータ（９１）が設けられ、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側リニアエンコーダ（９２）からの信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置である。 Next, a fourth aspect of the present invention is a remote control pipette device for synchronously controlling a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from the master pipette (13A1) by controlling the master pipette (13A1) having a first plunger (33), comprising:
The master pipette (13A1) is provided with a linear servo motor (91) with a master linear encoder (92) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33);
The slave-side pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) equipped with a slave-side linear encoder (76) that is driven in response to a signal received from the master-side linear encoder (92), and the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the amount of displacement by driving the slave-side linear servo motor (75), causing the slave-side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid. This is a remote-controlled pipette device.

好ましくは、本発明の第５の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側リニアサーボモータ（９１）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側のプランジャ押下げ力が同期する。 Preferably, in the fifth embodiment of the present invention, the second plunger (63) of the slave side pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a), and as the second plunger (63) is pushed down, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, generating a current load on the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side linear servo motor (91), thereby synchronizing the plunger pushing-down forces on the master side and slave side.

また好ましくは、本発明の第６の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ１）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 More preferably, in the sixth aspect of the present invention, the master side pipette (13A1) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第７の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット（１３Ａ）において、
前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）へ出力するマスター側リニアエンコーダ（３４）が設けられたことを特徴とする遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペットである。 Next, a seventh aspect of the present invention is a master pipette (13A) of a remote-operation pipette device for synchronously operating a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from the master pipette (13A) by operating the master pipette (13A) having a first plunger (33), comprising:
The master pipette (13A) is a master pipette of a remote-controlled pipette device, characterized in that it is provided with a master linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33) to the slave pipette (13B).

好ましくは、本発明の第８の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は前記第１のプランジャ（３３）の押し下げ力に反発する弾性手段（４１）が設けられる。 Preferably, in the eighth aspect of the present invention, the master side pipette (13A) is provided with elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33).

また好ましくは、本発明の第９の形態は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）は、前記第１のプランジャ（３３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 More preferably, in the ninth aspect of the present invention, the master side pipette (13A) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.

次に、本発明の第１０の形態は、第１のプランジャ（３３）を有するマスター側ピペット（１３Ａ）を操作することにより、第２のプランジャ（６３）を有し且つ該マスター側ピペット（１３Ａ）から遠隔位置にあるスレーブ側ピペット（１３Ｂ）を同期的に操作させる遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペット（１３Ｂ）において、
前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記マスター側ピペット（１３Ａ）の前記第１のプランジャ（３３）の変位量に応じた信号を受信して駆動されるスレーブ側リニアエンコーダ（７６）付きリニアサーボモータ（７５）が設けられ、該スレーブ側リニアサーボモータ（７５）の駆動により、前記第２のプランジャ（６３）が前記変位量に応じた距離だけ変位されて、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）に液体を吸入・排出させることを特徴とする遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットである。 Next, a tenth aspect of the present invention is a remote-operation pipette device for synchronously operating a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from a master pipette (13A) by operating the master pipette (13A) having a first plunger (33), comprising:
The slave-side pipette (13B) is provided with a linear servo motor (75) with a slave-side linear encoder (76) that is driven by receiving a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33) of the master-side pipette (13A), and the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the amount of displacement by driving the slave-side linear servo motor (75), causing the slave-side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid. This is the slave-side pipette of the remote-controlled pipette device.

好ましくは、本発明の第１１の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）の前記第２のプランジャ（６３）に更に弾性手段（４１ａ）が設けられ、該第２のプランジャ（６３）の押し下げ移動に伴って前記弾性手段（４１ａ）が所定の反発力で反発することにより前記スレーブ側リニアサーボモータ（７５）に電流負荷が生じ、該電流負荷が前記マスター側ピペット（１３Ａ）にフィードバックされてマスター側とスレーブ側の各プランジャ押下げ力が同期する。 Preferably, in the eleventh embodiment of the present invention, the second plunger (63) of the slave side pipette (13B) is further provided with elastic means (41a), and as the second plunger (63) is pushed down, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, generating a current load on the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side pipette (13A), thereby synchronizing the plunger push-down forces on the master side and slave side.

また好ましくは、本発明の第１２の形態は、前記スレーブ側ピペット（１３Ｂ）は、前記第２のプランジャ（６３）の変位量をデジタルデータとして記録・保存する記憶部を有する。 More preferably, in the twelfth aspect of the present invention, the slave pipette (13B) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the second plunger (63) as digital data.

次に、本発明の第１３の形態は、ピペットのロボット(１４Ａ、１４Ｂ）のロボットアーム（５０，７０）への取付け構造において、一端側が前記ロボットアーム（５０，７０）へ取付けられ且つ多端側に第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）を設けられたクランプアーム（５１、７１）と、前記第１の半円形把持部（５１ｂ、７１ｂ）に突き合わされて円形孔を形成する第２の半円形把持部（５１ｃ、７１ｃ）と、一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）であって、互いに付き合わされたときに非円形内周面と円形外周面とが形成される前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とを備え、
前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の内周面がピペットの非円形外周面ハウジング（３１、６１）に嵌合され、且つ前記一対の変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の外周面が前記第１及び第２の半円形把持部（５１ｂ、５１ｃ；７１ｂ、７１ｃ）の円形孔に嵌合されることにより、ピペットをクランプアーム（５１、７１）に対して回転角度を調整自在に取付け得る、取付け構造である。 Next, a thirteenth aspect of the present invention is a structure for mounting a pipette to a robot arm (50, 70) of a robot (14A, 14B), comprising: a clamp arm (51, 71) having one end attached to the robot arm (50, 70) and having a first semicircular gripping portion (51b, 71b) provided on the other end; a second semicircular gripping portion (51c, 71c) abutting against the first semicircular gripping portion (51b, 71b) to form a circular hole; and a pair of modified semicircular collars (52a, 52b; 72a, 72b) which form a noncircular inner circumferential surface and a circular outer circumferential surface when abutted against each other,
The inner peripheral surface of the pair of deformed semicircular collars (52a, 52b; 72a, 72b) is fitted into the non-circular outer peripheral surface housing (31, 61) of the pipette, and the outer peripheral surfaces of the pair of deformed semicircular collars (52a, 52b; 72a, 72b) are fitted into the circular holes of the first and second semicircular gripping portions (51b, 51c; 71b, 71c), thereby enabling the pipette to be attached to the clamp arm (51, 71) in a manner that allows the rotation angle to be freely adjusted.

好ましくは、本発明の第１４の形態は、変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）の非円形内周面及びピペットのハウジング（３１、６１）の非円形外周面は楕円形であるが、これに限ることなく、楕円形以外の非円形でもよく、また場合によっては三角形、四角形又はそれ以上の多角形でもよい。 Preferably, in the fourteenth embodiment of the present invention, the non-circular inner circumferential surface of the modified semicircular collar (52a, 52b; 72a, 72b) and the non-circular outer circumferential surface of the pipette housing (31, 61) are elliptical, but are not limited thereto and may be non-circular other than elliptical, and in some cases may be triangular, rectangular or polygonal.

また好ましくは、本発明の第１５の形態は、前記変形半円形カラー（５２ａ、５２ｂ；７２ａ、７２ｂ）とピペットハウジング（３１、６１）との間に滑り止めシート（５３、７３）が介在される。 Also preferably, in the fifteenth embodiment of the present invention, an anti-slip sheet (53, 73) is interposed between the modified semicircular collar (52a, 52b; 72a, 72b) and the pipette housing (31, 61).

次に、本発明の第１６の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（３４）が設けられ、
該リニアエンコーダ（３４）は、ピペット（１３Ａ、１３Ｂ）のハウジング（３１）の下方に設けた大径ハウジング（３１ｃ）内に収納された、ピペットである。 Next, a sixteenth aspect of the present invention is a pipette (13A, 13B) in which a second plunger (63, 33) of another pipette is synchronously operated by operating a pipette (13A, 13B) having a plunger (33, 63), comprising:
The pipette (13A, 13B) is provided with a linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the plunger (33, 63);
The linear encoder (34) is a pipette housed within a large diameter housing (31c) provided below the housing (31) of the pipette (13A, 13B).

好ましくは、本発明の第１７の形態は、前記リニアエンコーダ（３４）は前記大径ハウジング（３１ｃ）に取付け具（３５）を介して取付け固定されている。 Preferably, in the seventeenth aspect of the present invention, the linear encoder (34) is attached and fixed to the large diameter housing (31c) via a mounting fixture (35).

次に、本発明の第１８の形態は、プランジャ（３３、６３）を有するピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）を操作することにより、他のピペットの第２のプランジャ（６３、３３）を同期的に操作させるピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）において、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）は、前記プランジャ（３３、６３）の変位量に応じた信号を出力するリニアエンコーダ（７６、９２）付きリニアサーボモータ（７５、９１）が設けられ、且つリニアサーボモータ（７５、９１）に移動自在に挿入されたスケール棒（８０，９３）が設けられ、
前記ピペット（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ａ１）の押しボタン（３２ａ）と前記スケール棒（８０，９３）とが連動部材（８１、９４）により連動されることにより、前記押しボタン（３２ａ）及び前記スケール棒（８０，９３）が一体に上下動可能である、ピペットである。 Next, an eighteenth aspect of the present invention is a pipette (13A, 13B, 13A1) in which a second plunger (63, 33) of another pipette is synchronously operated by operating a pipette (13A, 13B, 13A1) having a plunger (33, 63), comprising:
The pipette (13A, 13B, 13A1) is provided with a linear servo motor (75, 91) having a linear encoder (76, 92) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the plunger (33, 63), and a scale rod (80, 93) that is movably inserted into the linear servo motor (75, 91);
The push button (32a) of the pipette (13A, 13B, 13A1) and the scale rod (80, 93) are linked by a linking member (81, 94), so that the push button (32a) and the scale rod (80, 93) can move up and down together.

Effect of the Invention

本発明の遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造によれば、マスター側及びスレーブ側にリニアエンコーダ及びリニアサーボモータを使用することにより、円滑な操作感、高精度の分注、及び発塵等のないクリーンなピペット作業を行なうことができ、しかもピペット装置をロボットアームに容易且つ確実に取付け得る。 The remote-controlled pipette device and pipette attachment structure to a robot arm of the present invention uses linear encoders and linear servo motors on the master and slave sides, providing smooth operation, high-precision dispensing, and clean pipetting without dust generation, and the pipette device can be easily and reliably attached to the robot arm.

従来の遠隔操作ピペット装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional remote-controlled pipette device. 本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体システム図である。1 is an overall system diagram of a remote-controlled pipette device according to the present invention; 図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図である。3A and 3B are respectively a front view and a side view of a first example of a master pipette of an embodiment of a remote-controlled pipette device of the present invention. 図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。4A and 4B are a perspective view and an exploded perspective view, respectively, of the master side pipette of FIG. 図５（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットの一部断面の側面図、及び同図（Ａ）中ＶＢ―ＶＢ線に沿った拡大横断図である。5(A) and (B) are a side view of a part in section of the master pipette in FIG. 3, and an enlarged cross-sectional view taken along line VB-VB in FIG. 5(A), respectively. 図６（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３のマスター側ピペットのリニアエンコーダ部分のプランジャを押し下げた状態及び上動復帰した状態を示す要部斜視図である。6A and 6B are perspective views of the main part of the linear encoder portion of the master pipette in FIG. 3, showing a state in which the plunger is pressed down and a state in which the plunger is returned to its upward position, respectively. 図（７Ａ）及び（Ｂ）は夫々、マスター側ピペットのプランジャにＯリングを適用した例のプランジャ上動限位置及び下動限位置を示す部分断面図である。7A and 7B are partial cross-sectional views showing the upper and lower limit positions of the plunger in an example in which an O-ring is applied to the plunger of a master pipette, respectively. 図８（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図７の構成の代替例であって、マスター側ピペットのプランジャにＰ形リップを適用した例のプランジャ上動限位置及び下動限位置を示す部分断面図である。8A and 8B are partial cross-sectional views showing the upper and lower limit positions of the plunger of an alternative example to the configuration of FIG. 7, in which a P-shaped lip is applied to the plunger of the master pipette. 図９（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、本発明遠隔操作ピペット装置のスレーブ側ピペットの一例の正面図及び側面図である。9A and 9B are a front view and a side view, respectively, of an example of a slave pipette of a remote-controlled pipette device of the present invention. 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図９のスレーブ側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。10A and 10B are a perspective view and an exploded perspective view, respectively, of the slave pipette of FIG. マスター側ロボットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a master side robot. スレーブ側ロボットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a slave robot. 本発明遠隔操作ピペット装置の第１の概略構成（図３に示したマスター側ピペット及び図９及び１０に示したスレーブ側ピペットを使用）を示すシステムズである。1 is a system showing a first schematic configuration of a remotely controlled pipette device of the present invention (using a master pipette shown in FIG. 3 and a slave pipette shown in FIGS. 9 and 10). 図１４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々、図３に示したマスター側ピペットの第２実施例の正面図及び側面図である。14A and 14B are front and side views, respectively, of the second embodiment of the master side pipette shown in FIG. 本発明遠隔操作ピペット装置の第２の概略構成（図１４に示したマスター側ピペット及び図９及び１０に示したスレーブ側ピペットを使用）を示すシステムズである。15 is a system showing a second schematic configuration of the remotely controlled pipette device of the present invention (using the master pipette shown in FIG. 14 and the slave pipette shown in FIGS. 9 and 10). 本発明遠隔操作ピペット装置のピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the operation time (seconds) of the pipette operation of the remote-controlled pipette device of the present invention and the amount of depression (mm) of the plunger. 本発明遠隔操作ピペット装置のプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the amount of depression (mm) of the plunger of the remote-controlled pipette device of the present invention and the spring resistance (N: Newtons).

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図２は、本発明に係る遠隔操作ピペット装置の全体概略構成を示すシステム図、図３（Ａ）及び（Ｂ）は夫々本発明遠隔操作ピペット装置の一実施形態のマスター側ピペットの第１実施例の正面図及び側面図、図４（Ａ）及び（Ｂ）は夫々図３のマスター側ピペットの斜視図及び分解斜視図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a system diagram showing the overall schematic configuration of a remote-controlled pipette device according to the present invention. FIGS. 3(A) and (B) are a front view and a side view, respectively, of a first example of a master pipette in one embodiment of the remote-controlled pipette device of the present invention. FIGS. 4(A) and (B) are a perspective view and an exploded perspective view, respectively, of the master pipette in FIG. 3.

図２中、遠隔操作ピペット装置の全体システムは、互いに離れたマスター側エリア１１とスレーブ側エリア１２とを有するが、図中、両エリア１１及び１２の対応する部材には夫々同一番号に符号Ａ及びＢが付されている。 In FIG. 2, the entire system of the remote-controlled pipette device has a master side area 11 and a slave side area 12 that are separated from each other, and in the figure, corresponding components in both areas 11 and 12 are given the same numbers with the letters A and B, respectively.

マスター側エリア１１では、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａに取付けられ、マスター側ピペット１３Ａからのプランジャ移動寸法（例えばｄ）に係る信号がマスター側サーボアンプ１５Ａを介してマスター側ＰＣ１６Ａ（マスター側ソフトウエア１７Ａを有する）に提供される。マスター側ＰＣ１６Ａからの出力信号は伝送手段１８を介してスレーブ側エリア１２へ伝送される。そして、その信号はスレーブ側ＰＣ１６Ｂ（スレーブ側ソフトウエア１７Ｂを有する）に提供され、そこからスレーブ側サーボアンプ１５Ｂを介して、スレーブ側ロボット１４Ｂに取付けられたスレーブ側ピペット１３Ｂへ提供されてそのプランジャを上記寸法ｄだけ同期的且つリアルタイムで移動させる。上記伝送手段１８は、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、ＷｉＦｉ又は５Ｇ等の何れでもよいが、５Ｇを採用すれば、無線でも殆ど時間遅れのないピペット操作を実現し得る。また、図２中、符号１９及び２０は、ピペット１３Ａ及びロボット１４Ａの動作を観察する操作側モニターであり、また符号２１及び２２は、ピペット１３Ｂ及びロボット１４Ｂの動作を撮影するカメラである。 In the master side area 11, the master side pipette 13A is attached to the master side robot 14A, and a signal related to the plunger movement dimension (e.g., d) from the master side pipette 13A is provided to the master side PC 16A (having master side software 17A) via the master side servo amplifier 15A. The output signal from the master side PC 16A is transmitted to the slave side area 12 via the transmission means 18. The signal is then provided to the slave side PC 16B (having slave side software 17B), and from there, via the slave side servo amplifier 15B, to the slave side pipette 13B attached to the slave side robot 14B to move the plunger by the above dimension d synchronously and in real time. The transmission means 18 may be any of wired LAN, wireless LAN, WiFi, 5G, etc., but if 5G is adopted, pipette operation with almost no time delay can be realized even wirelessly. In FIG. 2, reference numerals 19 and 20 denote an operator monitor for observing the operation of the pipette 13A and the robot 14A, and reference numerals 21 and 22 denote cameras for photographing the operation of the pipette 13B and the robot 14B.

次に、図３乃至図６はマスター側ピペット１３Ａの第１実施例の詳細を示す。各図中、マスター側ピペット１３Ａは、ハウジング３１（上側ハウジング３１ａ及び下側ハウジング３１ｂを組付けてなる）内をシャフト３２（押しボタン３２ａを有する）がプランジャ３３（図５及び図６参照）と共に上下動して液体の吸入及び排出分注動作を行う。なお、ハウジング３１の下方は大径ハウジング３１ｃとなっている。 Next, Figures 3 to 6 show the details of the first embodiment of the master pipette 13A. In each figure, the master pipette 13A performs the sucking, discharging and dispensing operations of liquid by moving a shaft 32 (having a push button 32a) up and down together with a plunger 33 (see Figures 5 and 6) within a housing 31 (made up of an upper housing 31a and a lower housing 31b assembled together). The lower part of the housing 31 is a large-diameter housing 31c.

図３及び図４中、５１は、ロボット１４のロボットアーム５０（図１１も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム５１ａの半円形把持部５１ｂと、別部材の半円形把持部５１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂ（後述する如く円形外周面及び楕円形内周面を有する）と一対の滑り止めシート５３（図４Ｂ参照）を介在してピペットハウジング３１の大径ハウジング３１ｃの直上部の通常径部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃは一対のボルト５５（図４Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ５４によりハウジング３１および変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂを半円形把持部５１ｂ及び半円形把持部５１ｃに固定する。 In Figures 3 and 4, 51 is a pipette clamp attached to the robot arm 50 (see also Figure 11) of the robot 14. The semicircular gripping portion 51b of the clamp arm 51a is butted against the semicircular gripping portion 51c of a separate member, and the normal diameter portion directly above the large diameter housing 31c of the pipette housing 31 is clamped and clamped via a pair of modified semicircular collars 52a and 52b (having a circular outer peripheral surface and an elliptical inner peripheral surface as described below) and a pair of non-slip sheets 53 (see Figure 4B). The semicircular gripping portion 51b and the semicircular gripping portion 51c are fixed by a pair of bolts 55 (Figure 4B). The housing 31 and the modified semicircular collars 52a and 52b are then fixed to the semicircular gripping portion 51b and the semicircular gripping portion 51c by a set screw 54.

図５及び図６中、３４は、市販品のリニアエンコーダで、大径ハウジング３１ｃ内に上下方向に伸びるように取付け具３５を介して固定される。プランジャ３３は樹脂ベアリング３６（図５Ｂ参照）の案内によりこのリニアエンコーダ３４に沿って上下方向に平行的に移動可能である。即ち、図６（Ａ）は、押しボタン３２ａの押し下げ操作によりプランジャ３３が最下方位置まで押し下げられた状態であり、また図６（Ｂ）は、押しボタン３２ａが復帰してプランジャ３３が最上方位置まで復帰した状態を示す。なお、３７はリニアスケール（図５Ｂ及び図６Ａ参照）で、プランジャ３３の上下方向に伸びる平面に貼り付けられており、プランジャ３３が上下動するときに、リニアエンコーダ３４の所定位置に設けた検出器３４ａ（図６Ａ参照）（この場合発光素子及ぶ受光素子を有する）を横切るため、上記検出器３４ａによりプランジャ３３の上下方向移動量を検出可能である。 In Fig. 5 and Fig. 6, 34 is a commercially available linear encoder, which is fixed via a mounting fixture 35 so as to extend vertically within the large-diameter housing 31c. The plunger 33 can move vertically in parallel along this linear encoder 34, guided by a resin bearing 36 (see Fig. 5B). That is, Fig. 6(A) shows the state in which the plunger 33 is pushed down to the lowest position by pushing down the push button 32a, and Fig. 6(B) shows the state in which the push button 32a is returned and the plunger 33 is returned to the highest position. Note that 37 is a linear scale (see Fig. 5B and Fig. 6A), which is attached to the plane extending in the vertical direction of the plunger 33. When the plunger 33 moves up and down, it crosses a detector 34a (see Fig. 6A) (which has a light-emitting element and a light-receiving element in this case) provided at a predetermined position of the linear encoder 34, so that the amount of vertical movement of the plunger 33 can be detected by the detector 34a.

また３８はリニアエンコーダ３４からの信号ケーブルである。（図３Ｂ及び図５Ａ参照） 38 is a signal cable from the linear encoder 34. (See Figures 3B and 5A)

なお、図４（Ｂ）に示した１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂは、互いに突き合わせたときに、上側ピペットハウジング３１ａの楕円形外周面に嵌まるような楕円径内周面を構成して、上側ピペットハウジング３１ａに適切に嵌合する。他方、１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂの外周面は、ピペットクランプ５１の半円形把持部５１ｂ及び５１ｃを突き合わせたときに形成される円形内周面に対して嵌まるような円形外周面を構成して、半円形把持部５１ｂ及び５１ｃに適切に嵌合する。従って、ピペット１３Ａの外周面が楕円形であるに拘わらず、ピペット１３Ａをピペットクランプ５１に取付けた状態において、ピペット１３Ａを１対の変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂと一体的に回動させると、該変形半円形カラー５２ａ及び５２ｂが半円形把持部５１ｂ及び５１ｃと円形嵌合していることに起因して、ピペット１３Ａは円滑に回動することができる。かくして、ピペット１３Ａの角度位置を容易に調整設定できて便利であり、スレーブ側ピペット１３Ｂについても同様である。 4B, the pair of modified semicircular collars 52a and 52b form an elliptical inner peripheral surface that fits into the elliptical outer peripheral surface of the upper pipette housing 31a when they are butted together, and thus fit appropriately into the upper pipette housing 31a. On the other hand, the outer peripheral surfaces of the pair of modified semicircular collars 52a and 52b form a circular outer peripheral surface that fits into the circular inner peripheral surface formed when the semicircular gripping portions 51b and 51c of the pipette clamp 51 are butted together, and thus fit appropriately into the semicircular gripping portions 51b and 51c. Therefore, even though the outer peripheral surface of the pipette 13A is elliptical, when the pipette 13A is attached to the pipette clamp 51 and rotated together with the pair of modified semicircular collars 52a and 52b, the pipette 13A can rotate smoothly due to the circular engagement of the modified semicircular collars 52a and 52b with the semicircular gripping portions 51b and 51c. Thus, the angular position of the pipette 13A can be easily and conveniently adjusted, and the same is true for the slave pipette 13B.

次に、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の上端部に設けたＯリング３９が樹脂ベアリング３６を取付けたプランジャケース４０の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＯリング３９がプランジャケース４０の内周面に押圧的に摺動するので、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。 Next, in Figures 7(A) and (B), in the master pipette 13A, the O-ring 39 provided at the upper end of the plunger 33 is pressed against the inner peripheral surface of the plunger case 40 to which the resin bearing 36 is attached. Therefore, when the shaft 32 and plunger 33 move downward against the spring 41 from the position shown in Figure 7(A) to the position shown in Figure 7(B) and then move upward and return, the O-ring 39 slides against the inner peripheral surface of the plunger case 40, providing a good sense of resistance when the operator operates the pipette.

また、図８（Ａ）及び（Ｂ）は、図７に示す機構の代替例であり、マスター側ピペット１３Ａにおいて、プランジャ３３の中間部に取付けたリップケース４２の外周に設けたゴム製Ｐ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に圧接している。従って、シャフト３２及びプランジャ３３がばね４１に抗して同図（Ａ）から同図（Ｂ）の位置まで下動したり上動復帰したりするときにＰ形リップ４３がノズルケース４４の内周面に押圧的に摺動するので、図７の場合と同様に、作業者がピペット操作するときに良好な抵抗感を与える。 Figures 8(A) and (B) are alternatives to the mechanism shown in Figure 7, in which in the master pipette 13A, a rubber P-shaped lip 43 attached to the outer periphery of a lip case 42 attached to the middle of the plunger 33 is pressed against the inner periphery of the nozzle case 44. Therefore, when the shaft 32 and plunger 33 move downward from the position shown in Figure 8(A) to the position shown in Figure 8(B) against the spring 41 and then move upward and return, the P-shaped lip 43 slides against the inner periphery of the nozzle case 44, providing a good sense of resistance when the operator operates the pipette, just like in the case of Figure 7.

次に、図９及び図１０は、スレーブ側ピペット１３Ｂの詳細を示す。各図中、スレーブ側ピペット１３Ｂは、ハウジング６１内をシャフト６２（押しボタン６２ａを有する）がプランジャ６３（図９Ａ参照）と共に上下動して液体の吸入・分注動作を行う。 Next, Figures 9 and 10 show the details of the slave pipette 13B. In each figure, the slave pipette 13B performs the aspirating and dispensing operations by moving a shaft 62 (with a push button 62a) up and down together with a plunger 63 (see Figure 9A) within a housing 61.

図９及び図１０中、７１は、ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（図１２も参照）に取付けられたピペットクランプで、クランプアーム７１ａの半円形把持部７１ｂと、別部材の半円形把持部７１ｃとを突き合わせて、一対の変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂと一対の滑り止めシート７３を介在してピペットハウジング６１の中間部分を把持クランプしている。なお、半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃは一対のボルト８３（図１０Ｂ）により固定される。そのうえで止めねじ７４によりハウジング６１および変形半円形カラー７２ａ及び７２ｂを半円形把持部７１ｂ及び半円形把持部７１ｃに固定する。 In Figures 9 and 10, 71 is a pipette clamp attached to the robot arm 70 of the robot 14B (see also Figure 12), which butts the semicircular gripping portion 71b of the clamp arm 71a against a semicircular gripping portion 71c of a separate member, and clamps and grasps the middle portion of the pipette housing 61 via a pair of modified semicircular collars 72a and 72b and a pair of non-slip sheets 73. The semicircular gripping portion 71b and the semicircular gripping portion 71c are fixed by a pair of bolts 83 (Figure 10B). The housing 61 and the modified semicircular collars 72a and 72b are then fixed to the semicircular gripping portion 71b and the semicircular gripping portion 71c by a set screw 74.

図９及び図１０中、７５はリニアエンコーダ７６を有するリニアサーボモータで、モータ支持具７７及びモータ固定ステー７８を介してピペットクランプ７１の平面状取付け面７１ｃに対してねじ７９により取付け固定されている。かくして、リニアサーボモータ７５はスレーブ側ピペット１３Ｂに対して該ピペット１３Ｂの軸線と平行に上下方向に伸びるように取付けられる。 In Figures 9 and 10, 75 is a linear servo motor having a linear encoder 76, which is attached and fixed to the flat mounting surface 71c of the pipette clamp 71 by a motor support 77 and a motor fixing stay 78 with a screw 79. Thus, the linear servo motor 75 is attached to the slave pipette 13B so as to extend vertically in parallel with the axis of the pipette 13B.

８０は、長尺のスケール棒であり、リニアサーボモータ７５の内部に。その下部がリニアエンコーダ７６に対応するように上下方向移動可能に挿入されている。このスケール棒８０の上端部が連動ロッド８１にボルトにより固定され、連動ロッド８１はピペット１３Ｂの押ボタン６１ａに固定されていないが重力により下動して押ボタン６１ａに当接しており、連動ロッド８１を押し下げると押ボタン６１ａと一体的に下動する。従って、押ボタン６１ａを連動ロッド８１と共に押し下げて下動又は上動させると、スケール棒８０がリニアエンコーダ７６を上下方向に横切ってその移動寸法が検出される。なお８２はリニアサーボモータ７５に接続された信号線である。また、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａからの信号に応じた分だけリニアサーボモータ７５により駆動されるからプランジャ６３の下動に反発するばねは設けないか又は設けても小さなばね定数を有するものでよい。なお、場合によっては、連動ロッド８１はスケール棒８０及び押ボタン６１ａの両者に固定されてもよい。 80 is a long scale rod, inserted inside the linear servo motor 75. Its lower part is inserted so as to be movable up and down in correspondence with the linear encoder 76. The upper end of this scale rod 80 is fixed to the interlocking rod 81 by a bolt. The interlocking rod 81 is not fixed to the push button 61a of the pipette 13B, but moves downward by gravity and abuts against the push button 61a. When the interlocking rod 81 is pressed down, it moves downward together with the push button 61a. Therefore, when the push button 61a is pressed down together with the interlocking rod 81 to move it downward or upward, the scale rod 80 crosses the linear encoder 76 in the vertical direction, and the movement dimension is detected. 82 is a signal line connected to the linear servo motor 75. The plunger 63 of the slave pipette 13B is driven by the linear servo motor 75 according to the signal from the master pipette 13A, so no spring is provided to repel the downward movement of the plunger 63, or if a spring is provided, it may have a small spring constant. In some cases, the interlocking rod 81 may be fixed to both the scale rod 80 and the push button 61a.

かくして、図２、図１１及び図１２に示す如く、マスター側ピペット１３Ａはマスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０（例えば６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ５１を介して取付けられ、他方、スレーブ側ピペット１３Ｂはスレーブ側ロボット１４Ｂのロボットアーム７０（同様に６軸ユニバーサルジョイントを有する）の先端にピペットクランプ７１を介して取付けられる。なお、二つのロボット５０及び７０は遠隔的に配置されているが、同じ部屋の中でもまた異なる部屋でもよく、場合によっては、異なる都市間又は異なる国どうし又は地上と宇宙に配置されていてもよい。 2, 11 and 12, the master pipette 13A is attached to the tip of the robot arm 50 (e.g., having a 6-axis universal joint) of the master robot 14A via a pipette clamp 51, while the slave pipette 13B is attached to the tip of the robot arm 70 (also having a 6-axis universal joint) of the slave robot 14B via a pipette clamp 71. Note that the two robots 50 and 70 are remotely located, but may be located in the same room or in different rooms, and in some cases may be located in different cities or different countries, or on the ground and in space.

次に、遠隔操作ピペット装置の操作について説明する。
まず、図２中、マスター側及びスレーブ側ロボット１４Ａ及び１４Ｂの各ロボットアーム５０及び７０の動作について説明する。最初に、マスター側エリア１１において、作業者がマスター側ピペット１３Ａを把持して移動させると、マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０はユニバーサルジョイントにより作業者の動きに従動的に追随して移動する。そして、マスター側ピペット１３Ａが所定の位置、例えば他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレ（又はテーブル上のシャーレでもよい）の直上方位置に移動される。なお、本実施例では、マスター側ピペット１３Ａは作業者が操作する際に実際に液体を吸入・排出するのでなくそのダミー動作のみを行うと、その動作に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂが動作して実際に液体の吸入・排出を行っている。しかし、これに限らず、マスター側及びスレーブ側の双方で実際に液体の吸入・排出を行ってもよく、これは本明細書中に記載した全ての実施例に適用可能である。 The operation of the remote pipetting device will now be described.
First, the operation of each robot arm 50 and 70 of the master side and slave side robots 14A and 14B in FIG. 2 will be described. First, in the master side area 11, when an operator grasps and moves the master side pipette 13A, the robot arm 50 of the master side robot 14A moves following the operator's movement by a universal joint. Then, the master side pipette 13A is moved to a predetermined position, for example, a position directly above a petri dish (or a petri dish on a table) supported by a robot arm of another robot (not shown). In this embodiment, when the operator operates the master side pipette 13A, the master side pipette 13A does not actually aspirate or discharge liquid, but only performs a dummy operation, and the slave side pipette 13B operates in synchronization with the operation to actually aspirate and discharge liquid. However, this is not limited to this, and both the master side and the slave side may actually aspirate and discharge liquid, which is applicable to all embodiments described in this specification.

そこで、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａ及びプランジャ３３を押し下げて下限位置まで下動させ、この状態でピペット下端のノズルチップ９（図１３参照）をシャーレ（実際には液体が入っていない）の中に差し込む。続いて、押しボタン３２ａの押圧力を解除するとプランジャ３３が上動復帰してノズルチップ９内に所定量の液体がダミー的に吸入される。 Then, the operator presses down the push button 32a and plunger 33 of the master pipette 13A to move it down to its lowest position, and in this state inserts the nozzle tip 9 (see FIG. 13) at the bottom end of the pipette into a petri dish (which does not actually contain liquid). Next, when the pressure on the push button 32a is released, the plunger 33 returns upward and a predetermined amount of liquid is dummy-aspirated into the nozzle tip 9.

続いて、作業者がマスター側ピペット１３Ａを、更に他のロボット（図示せず）のロボットアームが支持するシャーレの直上方位置に移動させる。続いて、押しボタン３２ａを所定寸法だけ押し下げて、所定量の液体をダミー的にシャーレに分注する。続いて、ピペット１３Ａを更に他のロボットが支持するシャーレに分注するダミー的動作を繰り返す。このとき、ロボットアーム５０の各軸の軸角度、トルク、電流値などを記録することにより、ピペット操作を行う空間上におけるピペット１３Ａの空間位置座標、角度等も同時にリアルタイムに、デジタルに記録されて伝送線１８を介してスレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂに送られる。 Then, the operator moves the master side pipette 13A to a position directly above the petri dish supported by the robot arm of another robot (not shown). Next, the push button 32a is pressed down a predetermined distance to dummy dispense a predetermined amount of liquid into the petri dish. Next, the dummy operation of dispensing the pipette 13A into the petri dish supported by the other robot is repeated. At this time, by recording the shaft angles, torque, current values, etc. of each axis of the robot arm 50, the spatial position coordinates, angle, etc. of the pipette 13A in the space where the pipette operation is performed are also simultaneously recorded digitally in real time and sent to the robot 14B in the slave side area 12 via the transmission line 18.

このとき、スレーブ側エリア１２のロボット１４Ｂのロボットアーム７０は、作業者は不在のままで、上記マスター側ロボット１４Ａのロボットアーム５０の移動に起因したデジタル信号を受取って、マスター側ロボットアーム５０の移動動作と全く同じ移動動作を同期的且つリアルタイムで行って、スレーブ側の他のロボットのシャーレに近接又は離間する。（その詳細は省略する） At this time, the robot arm 70 of the robot 14B in the slave side area 12 receives a digital signal resulting from the movement of the robot arm 50 of the master side robot 14A, and performs the same movement operation as the master side robot arm 50 synchronously and in real time, without the operator being present, to move close to or away from the petri dish of the other robot on the slave side. (Details are omitted.)

続いて、スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３が押し下げ及び上動復帰されるときに、次に述べる如く、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてスレーブ側プランジャ６３が、マスター側プランジャ３３の移動と同期して移動されて、実際に液体の吸入及び分注動作を行うことができる。 Next, when the plunger 33 of the master pipette 13A is pressed down and returned upward, the slave plunger 63 of the slave pipette 13B is moved in synchronization with the movement of the master plunger 33, as described below, so that the slave pipette 13B can actually perform the aspirating and dispensing operations of the liquid.

次に、図１３を使用して、上記同期機能について説明する。
同図中、例えば、作業者がマスター側ピペット１３Ａの押しボタン３２ａを押し下げてプランジャ３３を下動させると、リニアエンコーダ３４がプランジャ３３の移動寸法を例えば１ＫＨｚ（１／１０００秒）間隔で検出して同時にこれがリアルタイムにデジタル記録される。このデジタル記録信号は、信号線３８（図３Ｂ参照）から伝送手段１８を介して、スレーブ側ピペット１３Ｂの信号線８２（図９Ａ参照）からリニアエンコーダ７６付きリニアサーボモータ７５に供給される。かくして、リニアサーボモータ７５がスケール棒８０を駆動して下方向へ移動させるが、リニアエンコーダ７６による移動寸法検出により上記デジタル記録信号に対応した移動量だけ移動される。即ち、スレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３は、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的に且つリアルタイムで下動する。 Next, the above-mentioned synchronization function will be described with reference to FIG.
In the figure, for example, when an operator pushes down the push button 32a of the master pipette 13A to move the plunger 33 downward, the linear encoder 34 detects the movement of the plunger 33 at intervals of, for example, 1 KHz (1/1000 seconds) and simultaneously digitally records it in real time. This digital recording signal is supplied from the signal line 38 (see FIG. 3B) through the transmission means 18 to the linear servo motor 75 with the linear encoder 76 through the signal line 82 (see FIG. 9A) of the slave pipette 13B. Thus, the linear servo motor 75 drives the scale bar 80 to move it downward, but the movement amount is moved by the amount corresponding to the digital recording signal due to the movement amount detected by the linear encoder 76. That is, the plunger 63 of the slave pipette 13B moves downward synchronously and in real time by the same amount as the downward movement of the plunger 33 of the master pipette 13A.

かくして、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の上下動に同期してスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャ６３も、作業者の操作が全く不要に、自動的に上下動することができ、良好な遠隔的なピペット操作が可能となる。 Thus, the plunger 63 of the slave pipette 13B can automatically move up and down in sync with the up and down movement of the plunger 33 of the master pipette 13A, without any need for operator operation, enabling good remote pipette operation.

なお、マスター側ピペット１３Ａのプランジャ３３の変位量のデジタルデータは後に利用できるように記録・保存する記憶部を有することができる。この記憶部は、ＰＣ１６Ａに設けた記憶部でもよく又はインターネット上のクラウドの記憶部として設けてもよく、インターネットを介して任意の場所でデータの解析、編集、ピペット動作の再生、自律動作に活用するようにしてもよい。またこのような記憶部は、マスター側に限らずスレーブ側に設けてもよい。 The master pipette 13A may have a memory unit that records and stores the digital data of the displacement amount of the plunger 33 for later use. This memory unit may be a memory unit provided in the PC 16A or may be provided as a cloud memory unit on the Internet, and may be used for data analysis, editing, replay of pipette operation, and autonomous operation at any location via the Internet. Furthermore, such a memory unit may be provided not only on the master side but also on the slave side.

図１４は、マスター側ピペットの第２実施例のマスター側ピペット１３Ａ１を示すが、このピペット１３Ａ１は、上述したスレーブ側ピペット１３Ｂと同様の構成であり、マスター側リニアエンコーダ９２付きリニアサーボモータ９１、及びスケール棒９３及び連動ロッド９４（上記連動ロッド８１と同様の構成である）を有している。この場合マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３はリニアサーボモータ９１により駆動されるので、プランジャ３３の下動に反発するばね４１を設けないか、又は小さなばね定数のばねを設けてもよい。 Figure 14 shows a master side pipette 13A1 of the second embodiment of the master side pipette, which has the same configuration as the slave side pipette 13B described above, and includes a linear servo motor 91 with a master side linear encoder 92, a scale rod 93, and an interlocking rod 94 (similar in configuration to the interlocking rod 81 described above). In this case, since the plunger 33 of the master side pipette 13A1 is driven by the linear servo motor 91, a spring 41 that repels the downward movement of the plunger 33 may not be provided, or a spring with a small spring constant may be provided.

次に、図１５を使用して、図１４に示したマスター側ピペット１３Ａ１の動作について説明するが、マスター側ピペット１３Ａ１及びスレーブ側ピペット１３Ｂの双方が、リニアエンコーダ付きリニアサーボモータを有していることになり、しかもスレーブ側ピペット１３Ｂは押しボタン６２ａ及びプランジャ６３の押下げ力に抗する（反発する）ばね４１ａを内蔵している。従って、図１５中、図１３の場合と同様に、作業者がマスター側ピペット１３Ａ１の連動ロッド９４及びスケール棒９３を一体的に押し下げることにより、押しボタン３２ａをばね４１に抗して押し下げると、同様にリニアエンコーダ９２がスケール棒９３の移動寸法を検出して伝送手段１８を介してスレーブ側に伝達する。すると、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいてリニアサーボモータ７５がスケール棒８０及びプランジャ６３を下方向へ駆動して、マスター側ピペット１３Ａ１のプランジャ３３の下動寸法と同一寸法だけ同期的にリアルタイムで移動させる。 Next, the operation of the master pipette 13A1 shown in FIG. 14 will be described using FIG. 15. Both the master pipette 13A1 and the slave pipette 13B have a linear servo motor with a linear encoder, and the slave pipette 13B has a spring 41a built in that resists (repels) the pushing force of the push button 62a and the plunger 63. Therefore, in FIG. 15, as in the case of FIG. 13, when the operator pushes down the interlocking rod 94 and the scale rod 93 of the master pipette 13A1 together to push down the push button 32a against the spring 41, the linear encoder 92 similarly detects the movement dimension of the scale rod 93 and transmits it to the slave side via the transmission means 18. Then, in the slave pipette 13B, the linear servo motor 75 drives the scale rod 80 and the plunger 63 downward, and moves them synchronously in real time by the same dimension as the downward movement dimension of the plunger 33 of the master pipette 13A1.

しかるに、スレーブ側ピペット１３Ｂのばね４１ａがプランジャ６３の押下げ力に反発するので、プランジャ６３の同期的移動に伴ってリニアサーボモータ７５に電流負荷を生ずる。この電流負荷は伝送手段１８を介してマスター側サーボモータ９１へリアルタイムにフィードバックされる。これにより、マスター側のリニアサーボモータ９１又はプランジャ３３においてスレーブ側の上記反発力、即ち力触覚を感ずることが可能となり、マスター側ピペットを操作する作業者は、実際に分注操作をしているかのような臨場感を得ることができる。この場合、マスター側ピペット１３Ａのばね４１が存在しない場合でも、スレーブ側のばねの反発力の力触覚伝達によって自然なマスタースレーブ操作を行うことが可能である。 However, since the spring 41a of the slave side pipette 13B repels the downward force of the plunger 63, a current load is generated in the linear servo motor 75 with the synchronous movement of the plunger 63. This current load is fed back in real time to the master side servo motor 91 via the transmission means 18. This makes it possible to feel the repulsive force of the slave side, i.e., the haptic force, in the master side linear servo motor 91 or plunger 33, and the operator operating the master side pipette can obtain a sense of realism as if he or she were actually performing a dispensing operation. In this case, even if the spring 41 of the master side pipette 13A does not exist, natural master-slave operation can be performed by the haptic force transmission of the repulsive force of the slave side spring.

更に、上記実施例において、ピペット操作を行う目的のみであれば、作業者の使用感の維持とマスター側及びスレーブ側間で正確なプランジャ位置データの伝送が達成されればよい。従って、マスター側ピペット１３Ａ１にばね４１を設け且つスレーブ側ピペット１３Ｂにはばねを設けないか又はリニアサーボモータ７５の原点位置確認用のばね定数の小さいばね４１ａを設けることによって、マスター側ピペット１３Ａ１のばね４１をスレーブ側ピペット１３Ｂを遠隔操作する際の疑似的な力触覚として利用することもできる。 Furthermore, in the above embodiment, if the only purpose is to perform pipette operation, it is sufficient to maintain the operator's usability and achieve accurate transmission of plunger position data between the master side and the slave side. Therefore, by providing a spring 41 to the master side pipette 13A1 and providing no spring to the slave side pipette 13B or providing a spring 41a with a small spring constant for confirming the origin position of the linear servo motor 75, the spring 41 of the master side pipette 13A1 can be used as a pseudo haptic sensation when remotely operating the slave side pipette 13B.

次に、図１６は、上記遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのピペット操作の作業時間（秒）とプランジャの押し下げ量（ｍｍ）との関係を示すグラフである。図中、１０１はばね４１が二段ばねとして二つ設けられている場合の１段目ばねが作動する領域、１０２は１段目ばね及び２段目ばねが共に作動する領域である。なお、２段目ばねが作動する領域とは、プランジャ３３が全ての液体の分注を終えた後に更に押し下げられてノズルチップ内部に付着残留した余計な液滴を吹き飛ばす作業である。なお、２段目ばねの意義については、本出願人による特許第２５５４６６６号の内容を参照されたい。 Next, FIG. 16 is a graph showing the relationship between the operation time (seconds) of the pipette operation of the master side pipette 13A and the slave side pipette 13B of the remote control pipette device and the amount of depression of the plunger (mm). In the figure, 101 is the region in which the first stage spring operates when two springs 41 are provided as a two-stage spring, and 102 is the region in which both the first stage spring and the second stage spring operate. The region in which the second stage spring operates is when the plunger 33 is further depressed after all the liquid has been dispensed, to blow off excess droplets remaining inside the nozzle tip. For the significance of the second stage spring, please refer to the contents of Patent No. 2554666 by the present applicant.

同図中、プランジャ３３が曲線の上方ポイント１０３ａから出発して例えば１６ｍｍ押し下げられて下方ポイント１０３ａ１に至った状態でノズルチップをダミー動作的に液体に浸した後に押圧力を解除する。以下、マスター側ピペット１３Ａの動作については実際に液体を吸入・分注するのでなくダミー的動作である。すると、プランジャ３３は線１０３ｂ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｂ２に至ると、ノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、ピペットを移動させて、プランジャ３３を最初に３ｍｍ程度押し下げると、ポイント１０３ｃ１まで下動して上記３ｍｍに対応する量の液体をシャーレ等に分注したことになる。続いて、プランジャ３３をポイント１０３ｃ２・・・と段階的に下動させて分注を繰り返して最後に２段目ばねに抗して最下方ポイント１０３ｃｘに至る。この状態で、ノズルチップを更に液体に浸した後に、プランジャ３３が線１０３ｄ１に沿って上動復帰されて上方ポイント１０３ｄ２に至ると、再びノズルチップ内に所定量の液体が吸引される。続いて、プランジャ３３により、同様の動作を繰り返すと、二回目の分注動作１０３ｄ３、１０３ｄ４・・・１０３ｄｘ及び上方復帰ポイント１０３ｅ２等が得られる。かくして、スレーブ側ピペット１３Ｂにおいても、図１６と同様の動作が同期的且つリアルタイムに実際に液体の吸入・分注動作を行いつつ行われる。 In the figure, the plunger 33 starts from the upper point 103a of the curve, is pressed down, for example, by 16 mm, and reaches the lower point 103a1. The nozzle tip is then immersed in the liquid as a dummy operation, and the pressing force is then released. The operation of the master side pipette 13A below is a dummy operation, not an actual aspirating or dispensing of liquid. Then, the plunger 33 returns upward along the line 103b1 and reaches the upper point 103b2, at which point a predetermined amount of liquid is aspirated into the nozzle tip. Next, the pipette is moved, and the plunger 33 is first pressed down about 3 mm, and then it is lowered to point 103c1, dispensing an amount of liquid corresponding to the above 3 mm into a petri dish or the like. Next, the plunger 33 is gradually lowered to points 103c2, etc., and dispensing is repeated, and finally it reaches the lowest point 103cx against the second stage spring. In this state, after the nozzle tip is further immersed in the liquid, the plunger 33 returns upward along the line 103d1 to the upper point 103d2, and a predetermined amount of liquid is again aspirated into the nozzle tip. The plunger 33 then repeats the same operation, resulting in a second dispensing operation 103d3, 103d4, ... 103dx and the upper return point 103e2, etc. Thus, in the slave pipette 13B, the same operation as in FIG. 16 is performed synchronously and in real time while actually aspirating and dispensing the liquid.

次に、図１７は、本発明遠隔操作ピペット装置のマスター側ピペット１３Ａ及びスレーブ側ピペット１３Ｂのプランジャの押し下げ量（ｍｍ）とばね抵抗（Ｎ：ニュートン）との関係を示すグラフである。同図中、点線グラフ１１０がマスター側ピペット１３Ａの動作を示し、また実線グラフ１１１がスレーブ側ピペット１３Ｂの動作を示すが、両方のピペット１３Ａ及び１３Ｂは同期的に動作する。この場合、マスター側ピペット１３Ａには１段目及び２段目の二つのばねが設けられており、図中、１０５は１段目ばねが抵抗（作動）する領域、１０６は１段目及び２段目ばねが共に作動する領域である。２段目ばねが作動するのは、プランジャ３３が全分注を終えた後に余計な液滴を吹き飛ばすときであるから、同図に示す如く、プランジャ３３の押し下げ量が１６ｍｍを超えてからである。なお、スレーブ側ピペット１３Ｂはマスター側ピペット１３Ａと同期されてあたかも２段目ばねが存在するかのように動作されるから、スレーブ側ピペット１３Ｂには１段目ばねのみを設ければよい。また１０７は、リニアサーボモータの定格推力５Ｎ及び瞬時能力１５Ｎの場合に、定格能力でカバーできる範囲、１０８は同じ条件で瞬時能力でカバーできる範囲、１０９は同じ条件で対応できない（プランジャを押し切れない）範囲を示す。 Next, FIG. 17 is a graph showing the relationship between the plunger depression amount (mm) and spring resistance (N: Newton) of the master side pipette 13A and the slave side pipette 13B of the remote control pipette device of the present invention. In the figure, the dotted line graph 110 shows the operation of the master side pipette 13A, and the solid line graph 111 shows the operation of the slave side pipette 13B, but both pipettes 13A and 13B operate synchronously. In this case, the master side pipette 13A is provided with two springs, the first and second stages, and in the figure, 105 is the area where the first stage spring resists (operates), and 106 is the area where both the first and second stage springs operate. The second stage spring operates when the plunger 33 blows off excess droplets after all dispensing is completed, so as shown in the figure, it is after the plunger 33 is depressed by more than 16 mm. Since the slave pipette 13B is synchronized with the master pipette 13A and operates as if a second stage spring were present, it is sufficient to provide only a first stage spring for the slave pipette 13B. Also, 107 indicates the range that can be covered by the rated capacity when the linear servo motor has a rated thrust of 5N and an instantaneous capacity of 15N, 108 indicates the range that can be covered by the instantaneous capacity under the same conditions, and 109 indicates the range that cannot be covered under the same conditions (the plunger cannot be fully pressed).

最初に、マスター側ピペット１３Ａを点線グラフ１１０に沿って動作させる。同図中、プランジャ３３が上動限の停止状態から最初に押し下げられるときは、静摩擦から動摩擦へ移行するためにポイント１１０ａにおいて比較的大きな抵抗力（例えば３．４５Ｎ）が発生する。それ以降は動摩擦に移行したため一旦抵抗力が下がった後に、プランジャ３３の下動に伴ってばねが徐々に圧縮されるのでばね抵抗力は点線１１０ｂで示す如く、右上がりに徐々に大きくなっていき、ポイント１１０ｃに至る。更にプランジャ３３を押し下げると、ポイント１１０ｃから２段目ばねが抵抗開始するので、点線１１０ｄの如く抵抗力が急増し、最後は点線１１０ｅに沿って上昇して終わる。 First, the master pipette 13A is operated along the dotted line graph 110. In the figure, when the plunger 33 is first pushed down from the stopped state at the upper limit of movement, a relatively large resistance force (e.g., 3.45 N) is generated at point 110a due to the transition from static friction to kinetic friction. After that, the resistance force decreases once due to the transition to kinetic friction, and then the spring is gradually compressed as the plunger 33 moves downward, so the spring resistance force gradually increases upward to the right as shown by dotted line 110b, until it reaches point 110c. When the plunger 33 is further pushed down, the second stage spring begins to resist from point 110c, so the resistance force increases rapidly as shown by dotted line 110d, and finally ends by rising along dotted line 110e.

スレーブ側ピペット１３Ｂは、マスター側ピペット１３Ａの上記動作に同期して、実線グラフ１１１に沿って動作する。即ち、プランジャ６３は、プランジャ３３の動作に同期してポイント１１０ｃまでは点線グラフ１１０と同様に動作する。しかるに、この場合は図から明らかな如く、実線グラフ１１１は、リニアサーボモータの力によりプランジャ６３を押し下げる場合にモータの定格能力（５Ｎ）の範囲内でのみ押し下げられる。しかし、マスター側の点線グラフ１１０は、手動による瞬時能力（１５Ｎ）の範囲内で押し下げ可能であり、またばねの抵抗力が１５Ｎより大きい範囲では瞬時能力（１５Ｎ）でも対応できずにプランジャを押し切れないことがわかる。 The slave pipette 13B operates in synchronization with the above operation of the master pipette 13A, along the solid line graph 111. That is, the plunger 63 operates in synchronization with the operation of the plunger 33, in the same manner as the dotted line graph 110, up to point 110c. However, as is clear from the figure, in this case, the solid line graph 111 indicates that when the plunger 63 is pushed down by the force of the linear servo motor, it is only pushed down within the range of the motor's rated capacity (5N). However, the dotted line graph 110 on the master side indicates that it can be pushed down within the range of the manual instantaneous capacity (15N), and that even the instantaneous capacity (15N) cannot handle the range in which the resistance force of the spring is greater than 15N, and the plunger cannot be pushed all the way down.

本発明の遠隔操作ピペット装置によれば次の効果が得られる。
（１）例えば、細胞培養液の分注を繰り返すことにより、時系列データと培養結果の合格・不合格結果とをひも付けておくことにより、ピペット操作の巧拙がわかるようになり、上手なピペット操作を定量的に掌握できるようになり、後に役立て可能で便利である。
（２）従って、初心作業者が熟練作業者のピペット操作を定量的な方法によって習熟することが期待される。
（３）ピペット操作データと、培養結果データを人工知能（ＡＩ）によって学習して学習モデルを構築していくことにより、事前に培養結果が予測できる。
（４）スレーブ側ピペット操作のデータをカメラ２１、２２とロボット１４Ｂのロボットアーム７０とのデータを合わせて取得した場合、取得されたデータを一括で人工知能（ＡＩ）によってディープラーニングすることにより、本発明ピペットを連結したロボットアーム７０が自律的に動作する学習モデルを得ることができる。 The remote pipette device of the present invention provides the following advantages.
(1) For example, by repeatedly dispensing cell culture medium and linking the time-series data with the pass/fail results of the culture, it becomes possible to understand the skill of pipetting and quantitatively grasp skilled pipetting, which can be useful and convenient in the future.
(2) Therefore, it is expected that a novice operator can learn the pipetting operation of an experienced operator in a quantitative manner.
(3) By using artificial intelligence (AI) to learn pipette operation data and culture result data and construct a learning model, the culture results can be predicted in advance.
(4) When data on the operation of the slave pipette is acquired by combining data from the cameras 21, 22 and the robot arm 70 of the robot 14B, the acquired data can be subjected to deep learning collectively using artificial intelligence (AI) to obtain a learning model for the robot arm 70 connected to the pipette of the present invention to operate autonomously.

１マスター側ピペット
２スレーブ側ピペット
３Ａ、３Ｂシャフト
３ａ、３ｂ押しボタン
４Ａ、４Ｂハウジング
５ａ、５ｂ連結アーム
５Ａ、５Ｂラック
６Ａ、６Ｂサーボモータ
７Ａ、７Ｂピニオン
８信号
９ノズルチップ
１１マスター側エリア
１２スレーブ側エリア
１３Ａマスター側ピペット
１３Ｂスレーブ側ピペット
１４Ａマスター側ロボット
１４Ｂスレーブ側ロボット
１５Ａ、１５Ｂサーボアンプ
１６Ａ、１６ＢＰＣ
１７Ａ、１７Ｂソフトウエア
１８伝送手段
１９、２０操作側モニター
２１、２２カメラ
３１、６１ピペットハウジング
３１ａ上側ハウジング
３１ｂ下側ハウジング
３１ｃ大径ハウジング
３２、６２シャフト
３２ａ、６２ａ押しボタン
３３、６３プランジャ
３４リニアエンコーダ
３４ａ検出器
３５取付け具
３６樹脂ベアリング
３７リニアスケール
３８信号ケーブル
３９Ｏリング
４０プランジャケース
４１、４１ａばね
４２リップケース
４３ＰＣ形リップ
４４ノズルケース
５０、７０ロボットアーム
５１、７１ピペットクランプ
５１ａ、７１ａクランプアーム
５１ｂ、５１ｃ、７１ｂ、７１ｃ半円形把持部
５２ａ、５２ｂ、７２ａ、７２ｂ変形半円形カラー
５３、７３滑り止めシート
５４、７４止めねじ
５５、８３ボルト
７５リニアサーボモータ
７６リニアエンコーダ
７７モータ支持具
８０スケール棒
８１連動ロッド
８２信号線
９１マスター側リニアサーボモータ
９２マスター側リニアエンコーダ
９３マスター側スケール棒
９４マスター側連動ロッド
１０１１段目ばね作動領域
１０２１段目及び２段目ばね作動領域
１０３ａ、１０３ａ１、１０３ｂ１、１０３ｂ２、１０３ｃ１、１０３ｃ２、１０３ｃｘ、１０３ｄ２、１０３ｅ２１１０ａ、１１０ｃポイント
１０３ｂ１。１０３ｄ１、１０３ｅ１実線
１０５１段目ばね抵抗領域
１０６１段目及び２段目ばね抵抗領域
１０７リニアサーボモータの定格能力でカバー可能範囲
１０８同上瞬時能力でカバー可能範囲
１０９リニアサーボモータの能力でカバーできない範囲
１１０点線グラフ（１段目ばね及び２段目ばね）
１１１実線グラフ（１段目ばねのみ）
１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｅ点線 1 Master side pipette 2 Slave side pipette 3A, 3B Shaft 3a, 3b Push button 4A, 4B Housing 5a, 5b Connecting arm 5A, 5B Rack 6A, 6B Servo motor 7A, 7B Pinion 8 Signal 9 Nozzle tip 11 Master side area 12 Slave side area 13A Master side pipette 13B Slave side pipette 14A Master side robot 14B Slave side robot 15A, 15B Servo amplifier 16A, 16B PC
17A, 17B Software 18 Transmission means 19, 20 Operation side monitor 21, 22 Camera 31, 61 Pipette housing 31a Upper housing 31b Lower housing 31c Large diameter housing 32, 62 Shaft 32a, 62a Push button 33, 63 Plunger 34 Linear encoder 34a Detector 35 Mounting fixture 36 Resin bearing 37 Linear scale 38 Signal cable 39 O-ring 40 Plunger case 41, 41a Spring 42 Lip case 43 PC type lip 44 Nozzle case 50, 70 Robot arm 51, 71 Pipette clamp 51a, 71a Clamp arm 51b, 51c, 71b, 71c Semicircular gripping portion 52a, 52b, 72a, 72b Deformed semicircular collar 53, 73 Anti-slip sheet 54, 74 Set screw 55, 83 Bolt 75 Linear servo motor 76 Linear encoder 77 Motor support 80 Scale rod 81 Interlocking rod 82 Signal line 91 Master side linear servo motor 92 Master side linear encoder 93 Master side scale rod 94 Master side interlocking rod 101 First stage spring operating area 102 First and second stage spring operating areas 103a, 103a1, 103b1, 103b2, 103c1, 103c2, 103cx, 103d2, 103e2 110a, 110c Points 103b1, 103d1, 103e1 Solid line 105 First stage spring resistance area 106 First and second stage spring resistance areas 107 Range that can be covered by the rated capacity of the linear servo motor 108 Range that can be covered by the instantaneous capacity of the same 109 Range that cannot be covered by the capacity of the linear servo motor 110 Dotted line graph (1st and 2nd springs)
111 Solid line graph (first stage spring only)
110b, 110d, 110e dotted lines

Claims

A remote control pipette device for synchronously controlling a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from the master pipette (13A) by controlling a master pipette (13A) having a first plunger (33), comprising:
The master pipette (13A) is provided with a master linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33),
The slave pipette (13B)
a linear servo motor (75) with a slave side linear encoder (76) which receives a signal from the master side linear encoder (34) and is driven is provided;
the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the displacement amount by driving the slave side linear servo motor (75), causing the slave side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid.

2. The remote pipetting device of claim 1,
The master pipette (13A) is provided with an elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33),
The slave pipette (13B) is not provided with an elastic means or is provided with an elastic means (41a) having a relatively small elastic force for confirming the origin position of the slave linear servo motor (75).
Remotely operated pipetting device.

3. The remote pipette device according to claim 1,
The master pipette (13A) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.
Remotely operated pipetting device.

A remote control pipette device for synchronously controlling a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located remotely from the master pipette (13A1) by controlling a master pipette (13A1) having a first plunger (33), comprising:
The master pipette (13A1) is provided with a linear servo motor (91) with a master linear encoder (92) that outputs a signal according to the displacement amount of the first plunger (33);
The slave pipette (13B)
a linear servo motor (75) with a slave side linear encoder (76) which receives a signal from the master side linear encoder (92) and is driven is provided;
the second plunger (63) is displaced by a distance corresponding to the displacement amount by driving the slave side linear servo motor (75), causing the slave side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid.

5. The remote pipetting device of claim 4,
The second plunger (63) of the slave pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a);
As the second plunger (63) is pushed down, the elastic means (41 a) repels with a predetermined repulsive force, generating a current load on the slave side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master side linear servo motor (91), thereby synchronizing the plunger push-down forces on the master side and slave side.

6. A remote pipetting device according to claim 4 or 5,
The master pipette (13A) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.
Remotely operated pipetting device.

In a master pipette (13A) of a remote control pipette device, a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located at a remote position from the master pipette (13A) is synchronously controlled by operating the master pipette (13A) having a first plunger (33),
the master pipette (13A) is provided with a master linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the first plunger (33 ) to the slave pipette (13B).

8. The master pipette of the remote control pipette device according to claim 7,
The master side pipette (13A) is provided with an elastic means (41) that repels the downward force of the first plunger (33).
Master pipette of the remote pipette device.

9. The master pipette of the remote control pipette device according to claim 7 or 8,
The master pipette (13A) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the first plunger (33) as digital data.
Master pipette of the remote pipette device.

A slave pipette (13B) of a remote-operation pipette device in which a master pipette (13A) having a first plunger (33) is operated to synchronously operate a slave pipette (13B) having a second plunger (63) and located at a remote position from the master pipette (13A),
The slave pipette (13B)
a linear servo motor (75) with a slave side linear encoder (76) that is driven by receiving a signal corresponding to the displacement amount of the first plunger (33) of the master side pipette (13A);
the slave-side linear servo motor (75) is driven to displace the second plunger (63) by a distance corresponding to the displacement amount , causing the slave-side pipette (13B) to aspirate and discharge liquid.

In the slave pipette (13B) of the remote control pipette device according to claim 10,
The second plunger (63) of the slave pipette (13B) is further provided with an elastic means (41a);
As the second plunger (63) is pushed down, the elastic means (41a) repels with a predetermined repulsive force, generating a current load on the slave-side linear servo motor (75), and the current load is fed back to the master-side pipette (13A), thereby synchronizing the plunger push-down forces on the master and slave sides.

In the slave pipette (13B) of the remote control pipette device according to claim 10 or 11,
The slave pipette (13B) has a memory unit that records and stores the displacement amount of the second plunger (63) as digital data.
Slave pipette of the remote pipette control device .

A pipette (13A, 13B) having a plunger (33, 63) is operated to synchronously operate a second plunger (63, 33) of another pipette,
The pipette (13A, 13B) is provided with a linear encoder (34) that outputs a signal corresponding to the displacement amount of the plunger (33, 63);
The linear encoder (34) is housed in a large-diameter housing (31c) provided below the housing (31) of the pipette (13A, 13B).
pipette.

The linear encoder (34) is attached and fixed to the large diameter housing (31c) via a mounting fixture (35).
14. A pipette according to claim 13 .

A pipette (13A, 13B, 13A1) having a plunger (33, 63) is operated to synchronously operate a second plunger (63, 33) of another pipette,
The pipette (13A, 13B, 13A1)
a linear servo motor (75, 91) equipped with a linear encoder (76, 92) for outputting a signal corresponding to the displacement amount of the plunger (33, 63) is provided, and a scale rod (80, 93) is provided which is movably inserted into the linear servo motor (75, 91);
The push button (32a) of the pipette (13A, 13B, 13A1) and the scale rod (80, 93) are linked by a linking member (81, 94), so that the push button (32a) and the scale rod (80, 93) can move up and down together.
pipette.